IGBT功率模块动态测试中夹具杂散电感的影响

在IGBT功率模块的动态测试中，夹具的杂散电感（Stray Inductance,Lσ）是影响测试结果准确性的核心因素。杂散电感由测试夹具的layout、材料及连接方式引入，会导致开关波形畸变、电压尖峰升高及损耗测量偏差。

一、杂散电感对动态测试的影响机制

开关损耗与电压尖峰

●导通阶段：杂散电感与电流变化率（di/dt）相互作用，在导通瞬间产生感应电压（Lσ⋅di/dt），导致IGBT的集-射极电压（VCE）压降增大。高杂感会降低导通di/dt，减少导通损耗（Eon），但可能引发振荡，加剧电磁干扰（EMI）。

●关断阶段：关断时的高di/dt在杂感上产生反向电压尖峰（Vpeak=Lσ⋅di/dt+VDC），可能超过模块的反向偏置安全工作区（RBSOA）限制。例如，当杂感从23nH增至50nH时，VCE峰值可升高15%~20%，需增大关断栅极电阻（RG(off)）以抑制过冲。

二、杂感测量与夹具设计优化

1. 杂感测量方法

●双脉冲测试法：通过测量IGBT导通或关断时的电压降（ΔV）与电流变化率（di/dt），计算杂感值（Lσ=ΔV/di/dt）。导通暂态因干扰较少，更适合精确测量。

 

2.低感夹具设计原则

●对称布局与层叠结构：采用对称母排布局（如镜像对称或星型布局）可抵消部分磁场，降低环路电感。

●低阻抗材料：使用低电阻探针，减少导体自身电感。同时，缩短电流回路长度，避免锐角走线以降低分布电感。

●栅极驱动优化：根据杂感调整栅极电阻（RG）。

夹具杂散电感是IGBT动态测试的核心干扰源，直接影响开关损耗、电压应力。通过低感夹具设计、栅极参数优化及标准化测试流程，可显著提升测试精度与模块评估可靠性。未来需进一步探索杂感与多物理场耦合机制，推动测试技术向高精度、高鲁棒性方向发展。